钢丝的热处理(第2版)(9)
发布时间:2021-06-08
发布时间:2021-06-08
本文以生产实践为基础,用全新观念,对钢丝热处理工艺进行了梳理;从分析热处理原理,组织结构与使用性能关系入手,介绍各类钢丝的热处理工艺制定原则,并提供了一些实用技术数据和经验公式。
40℃/h的速度冷到Ar1点以下,再空冷或炉冷,使其显微组织中的碳化物呈球状。加热控制要点是使渗碳体部分溶入奥氏体,部分残留,在随后缓冷过程中,部分溶入奥氏体中的渗碳体以残留渗碳体为核心重新析出,形成粒(球)状珠光体组织。
冷拔+退火多次循环球化处理:球化热处理加热温度比再结晶处理要高出30~40℃,能耗相对加大,殊别是在无保护气氛条件下进行的球化热处理,容易造成钢丝脱碳趋势加重,对于中低碳冷顶钢丝,可采用盘条直接拉拔+再结晶退火+拉拔+再结晶退火 多次循环的方法,获得良好的粒状珠光珠。热轧状态的中低碳盘条显微组织为片状珠光体,具有良好的冷加工塑性,经一定减面率拉拔后,渗碳体部分破碎,同时拉拔形成的内应力为渗碳体碎片的球化提供了一定的动力,一般经两次拉拔+再结晶退火循环(俗称两酸两退),即可获得良好的粒状珠光体组织。与经球化处理的钢丝相比,用此工艺获得的粒状珠光体组织,碳化物的球化度更规整、更细小、更均匀。
铅浴(或正火)+再结晶退火球化处理:对冷顶锻成形,最终需要进行淬-回火处理的钢丝,希望以粒状珠光体交货,同时要求碳化物颗粒度小于1μm,采用一般球化工艺很难生产出完全符合要求的钢丝。可采用铅浴(或正火)处理,先将渗碳体彻底打碎成薄片,(当然铅浴效果最好,在没有铅浴炉的单位也可用正火处理。)然后用拉拔+再结晶退火多次循环的方法实现球化。第1次再结晶退火可选用较高(贴近Ac1)的温度,然后逐步降低再结晶退火温度,防止碳化物颗粒过度长大。
无论用哪种方式进行球化退火,都必须保证钢丝在高温下停留一段时间,使珠光体中的渗碳体溶解、成核、聚集、长大,连续炉不管多长,钢丝在炉中停留时间毕竟有限,因此球化处理只能在周期炉中进行。 3.3 强韧化处理(Strengthening and toughening treatment)
强韧化处理的目的是得到高强度、高韧性的钢丝,强韧化处理方法有9种:正火、铅浴(派登脱)处理、贝氏体化等温淬火、油淬火-回火、预硬化处理、沉淀硬化处理、时效处理、消除应力处理和稳定化处理。
正火(normalizing):将钢丝加热到Ac3或Accm以上30℃~50℃,保温适当时间后,在流动的空气中急速冷却。中、低碳钢正火后的组织为较细片状珠光体,抗拉强度和硬度要高于退火,但有较好的塑性和韧性。合金钢空冷后的组织是索氏体或贝氏体,甚至会出现部分马氏体,此时,钢的硬度往往较高,塑性较差,不利于冷加工和机械加工,需要进行高温回火来改善加工性能。
铅浴(派登脱)处理(patenting):用连续炉将钢丝加热到完全奥氏体化温度,然后在铅液、盐液、空气、水溶性有机介质或流态床中等温淬火,冷却到Ar1以下适当温度,获得索氏体或以索氏体为主的组织,因此又叫索氏体化处理。由于热处理中冷却介质不同,派登脱处理又分为铅浴派登脱、盐浴派登脱、空气派登脱等。
贝氏体化等温淬火( Isothermal quenching for lower bainite):将钢丝加热到完全奥氏体化温度,然后在盐液中等温淬火,冷却到下贝氏体转变温度以下,保温一段时间,获得下贝氏体或粒状贝氏体组织。因为下贝氏体或粒状贝氏体转变是介于扩散型和非扩散型之间的转变,等温时间较长,工业上Φ≤3.0mm以下的钢丝才选用连续炉等温淬火处理,大规格钢丝必须选用周期炉来完成等温转变。
油淬火-回火(oil tempering):拉拔到成品尺寸的钢丝,在连续炉中进行淬火和回火处理,展开的钢丝首先在连续炉中加热到完全奥氏体化温度,然后通过油槽淬火获得马氏体组织,再通过连续回火,获得
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